Страница 98 из 161
Чтобы лучше понять, как это происходит, Вебер рассматривал систему только с двумя энергетическими уровнями, E1 и E2 (причем Е2 > Е1), на каждом из которых имеется число атомов или молекул соответственно n1 и n2 (мы будем называть n1 и n2 населенностями энергетических уровней E1 и E2 соответственно). Когда микроволновая частота имеет правильное значение, поглощенная мощность пропорциональна населенности первого уровня, т.е. n1. Частицы, которые находятся на верхнем уровне 2, в свою очередь, испускают вынужденное излучение на той же частоте, мощность которого пропорциональна n2. �тоговая мощность равна разности между поглощенной и испущенной мощностью, т.е. пропорциональна n1 n2. Поскольку при термическом равновесии n1 всегда больше, чем n2, Вебер заключал, что эта итоговая мощность всегда положительная величина. Поэтому при обычных условиях мы получаем поглощение излучения. Однако, добавлял он, мы можем получить усиление, если каким-нибудь способом можно сделать число осцилляторов в верхнем состоянии большим, чем число их в нижнем состоянии и заключал метод осуществить это, предложен в эксперименте Парселла по отрицательной температуре.
Рти рассмотрения были сделаны Вебером РІ 1951 Рі. Рё представлены РЅР° конференции РІ 1952 Рі. Вебер позднее РѕР±СЉСЏСЃРЅСЏР», что РѕРЅ намеревался опубликовать СЃРІРѕРё результаты РІ широко читаемом журнале. Вместо этого, профессор Р“. Рейх РёР· Йельского университета написал ему, что РѕРЅ, будучи председателем конференции РІ 1952 Рі., является также редактором журнала (РЅРµ широко читаемого, РїРѕ мнению Вебера) Рё предполагает опубликовать РІ нем материалы конференции. Р’ результате краткое сообщение РІ РІРёРґРµ абстракта доклада было опубликовано РІ РёСЋРЅСЊСЃРєРѕРј номере 1953 Рі. Transaction of the Institute of Radio Engineers Professional Group on Electron Devices.
В своей работе Вебер подчеркивал факт, что усиление является когерентным. Метод, который он предлагал для получения инверсной населенности, фактически никогда не был осуществлен на практике и даже казался маловероятным быть реализованным. Более того, Вебера интересовал только усилитель. �дея обратной связи, столь существенная в мазере Таунса, как мы увидим, не представляла важности для Вебера, и он не обсуждал ее. Вебер также оценил количественно возможности своего устройства, но расчеты, которые он получил при вычислениях, показали столь малые характеристики, что он решил оставить это и не старался построить что-либо. Однако идея вызвала определенный интерес, и после представления своей работы на конференции, Вебер был приглашен RCA провести семинар по его идее. За это он получил гонорар 50$. После этого семинара Таунс написал ему, с просьбой прислать копию статьи. Однако Таунс не ссылался на работу Вебера в своих первых работах, но ссылался на нее позже.
Попытки Вебера были отмечены IRE, когда он был удостоен членством в 1958 г. за его раннее установление концепции, приводящей к мазеру. Он провел 1955/56 академический год, как член �нститута передовых исследований в Принстоне и включился в изучение общей теории относительности. В течение начала 1960-х гг. он заинтересовался гравитационными волнами, и построил детекторы, которые, однако, не дали определенных доказательств существования гравитационных волн.
Таунс и первый мазер
Между тем была выполнена наиболее известная работа, РІ которой было создано работающее устройство. Рта работа была проведена РІ Колумбийском университете, РІ котором проводились значительные исследования РІ области радиоспектроскопии, поддержанные дальновидным сотрудничеством СЃ военными организациями. Результатом РіСЂСѓРїРїС‹ исследователей, возглавляемой Р§. Таунсом, стало создание Рё запуск первого мазера. Чарльз Таунс родился РІ 1915 Рі. РІ Гринвилле, Южная Каролина (РЎРЁРђ). Р’ возрасте всего лишь 16 лет РѕРЅ поступил РІ университет. Хотя РѕРЅ РІСЃРєРѕСЂРµ обнаружил СЃРІРѕРµ пристрастие Рє физике, также изучал греческий, латинский, англо-саксонский, французский Рё немецкий языки Рё получил степень бакалавра РїРѕ современным языкам после 3-летнего обучения РІ университете. Р’ 4-Р№ РіРѕРґ РѕРЅ получил Рё степень РїРѕ физике. Затем РѕРЅ преподавал Рё РІ возрасте 21 РіРѕРґР° закончил работу над диссертацией, продолжая изучать французский, СЂСѓСЃСЃРєРёР№ Рё итальянский языки. Затем РѕРЅ поступил РІ Калифорнийский технологический институт, РіРґРµ РІ 1939 Рі. получил докторскую степень Рё получил назначение РІ Bell Telephone Laboratories. Р’Рѕ время РІРѕР№РЅС‹ работал над проектом радара для бомбардировщиков. Хотя Таунс предпочитал теоретическую физику, РѕРЅ тем РЅРµ менее работал над этим практическим проектом